博士号取得のご紹介

OKIネクステック従業員である渡辺氏が、社会人大学院コースを修了し博士号を取得しました。研究内容は鉛フリーはんだによるエロージョン抑制材料の産学官共同開発です。

博士号を取得した渡辺氏

研究概要：鉛フリーはんだのエロージョン抑制材料開発

研究背景

OKIネクステック（旧長野沖電気）は、2006年のRoHS指令以降、鉛フリーはんだ材料の研究開発に注力。従来のSn-Pb合金はんだから、Sn-Ag-Cu系（SAC305など）への移行に伴い、はんだ槽やこて先の「エロージョン（浸食）」という新たな課題が発生しました。従来のコーティング処理が使えない工具・ノズルへの対策として、新たな材料技術の開発が必要とされていました。

産学官連携による材料開発と評価

信州大学や小諸市産学官連携協議会と共に、Ni-MWCNT（多層カーボンナノチューブ複合めっき）やFe-MWCNT複合めっき等を開発。SAC305鉛フリーはんだへの耐エロージョン特性や、ぬれ性評価を行いました。
その結果、従来材料に比べ極めて高い耐エロージョン性能を持つことを確認しています。

図1　はんだ槽のエロージョン

図2　こて先のエロージョン（左）およびノズルのエロージョン（右）

図3　エロージョン特性評価結果

博士号取得までの道のり

社会人大学院での研究・論文発表

渡辺氏は群馬大学大学院博士後期課程（社会人コース）にて、ナノ材料を用いた鉛フリーはんだエロージョン対策材料をテーマに研究を継続。材料特性評価や論文発表を重ね、学位取得に至りました。

ビジネスへの波及効果と当社の技術力

基礎研究の成果は、実装現場の技術課題解決だけでなく、社内分析技術力やノウハウ蓄積にも繋がります。OKIネクステックでは今後も高度な分析技術・材料開発力でEMS事業に貢献してまいります。

研究成果（論文・講演）

1. 宮崎誠，渡辺潤，初澤健次，新井進，「鉛フリーはんだに対するNi-MWCNT複合めっきのはんだぬれ性および耐浸食性」第16回エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術論文集, 16（2010）235-23.
2. J.Watanabe, N.Sekimori, K.Hatsuzawa, T.Uetani, I.Shohji, "Study on erosion resistance characteristics of Fe-MWCNT composite plating with respect to lead-free solder" Journal of Physics: Conference Series, 379 (2012) 012025.
3. J.Watanabe, K.Hatsuzawa, S.Ogata, S.Yoshida, I.Shohji, "Erosion Resistance Properties of Iron–Carbon Composite Plating to Molten Lead-Free Solder" Applied Sciences, 9 (2019) 2724.
4. J.Watanabe, K.Hatsuzawa, S.Ogata, S.Yoshida D.Golberg, I.Shohji, "Erosion Resistance of Iron-Boron Nitride Composite Plating to Molten Lead-Free Solder" Materials Transactions, in press.
5. 渡辺潤，地域密着型産学官共同研究への取組み，OKI テクニカルレビュー，229（2017）64-67.

本研究成果を『第37回 電⼦デバイス実装研究委員会』で講演させていただきました。
外部サイト『ナノチューブ複合めっき法を用いた鉛フリーはんだエロージョン防止用材料の開発』

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